移动GIS平台（精选10篇）
移动GIS平台 篇1
摘要：针对国土资源执法动态巡查的现状, 提出将移动GIS平台应用到国土资源执法动态巡查当中, 建立国土资源动态巡查系统并进行结构和功能设计。通过该系统让巡查人员在外业现场对是否违法以及违法性质进行判定, 并让管理者方便监督巡查人员的履职到位情况, 同时对巡查任务进行合理的安排, 可以极大的提高土地执法动态巡查的工作效率。
关键词：GIS平台,国土资源,巡查
随着社会的发展和经济的增长, 建设用地量需求不断增加而农用地逐步减少, 我国建设发展和耕地保护的矛盾日渐突出。土地本身是国民经济建设的载体, 因此, 做好国土资源执法监察工作, 坚守耕地红线, 遏制违法用地情况的发生是维持国民经济建设正常秩序、确保土地资源合理开发利用和国家粮食安全的有力保障[1]。
2009年起, 我国重点加强了对建设用地的批后监管和违法用地查处的等措施, 结合第二次全国土地调查和国土资源“一张图”数据库每年开展一次土地利用变更调查、土地卫片执法和例行督察工作, 做好国土资源执法监察, 及时打击土地违法行为对于以上工作的开展具有重要意义。
国土资源动态巡查是当地国土部门为维护辖区正常的土地秩序, 及时有效的制止和打击土地违法行为, 依法查处各类违法案件, 做到“早发现、早制止、早处置”, 坚持“预防为主, 事前防范和事后查处相结合”, 依照国土资源法律、法规, 对辖区开展的巡查工作。作为国土资源执法监察工作的重要内容, 国土资源动态巡查是预防和及时制止土地违法行为发生和降低发案率最为有效的手段。如何做到及时有效的发现违法用地是国土资源执法动态巡查的重要课题, 因此运用先进的技术手段已经十分必要, 将结合了GIS、GPS和通信技术的移动GIS技术应用到动态巡查当中, 可以有效提高动态巡查工作效率、加大土地执法力度, 有效控制正在逐渐呈高发态势的土地违规违法行为。
一国土资源执法动态巡查现状
现在我国大多数的国土资源执法动态巡查过程还是先内业进行数据的处理和准备, 打印纸质图, 然后由巡查人员携带图纸和资料到现场进行核查、拍照[2], 部分地区引入功能简单的GPS, 可以进行现场位置数据的采集, 主要凭借核查人员对周边环境的熟悉程度和工作经验, 而且在现场无法有效建立实地位置与征、供地范围、土地利用总体规划、土地利用现状及基本农田保护区的位置关系, 因而也无法现场进行违法范围和违法性质的判定, 从而导致违法用地时间处理效率低。此外, 由于没有科学的支撑, 无法合理有效的划分巡查区域并安排巡查路线, 导致违法用地发现率低。
二移动GIS平台简介
作为“3S”技术的核心, 地理信息系统 (GIS) 凭借其处理海量数据的优势正在迅速发展, 通过GIS和可以实现对空间数据和信息数据进行集成化管理、分析。随着“3S”技术的发展, 手持硬件设备性能的提升, 建立在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下, 可以提供移动地理信息服务的GIS平台, 结合了全球定位系统 (GPS) 、GIS和移动通信的移动GIS受到了越来越多的关注, 并开始在各个领域得到应用[3]。
移动GIS平台作为移动GIS的无线终端, 是一种嵌入式系统, 可以通过GIS完成空间数据管理和分析, GPS进行定位, 利用移动通信手段进行数据的同步及实时回传。移动GIS平台可以在准确快速定位的同时将地理信息反映在手持设备终端, 完成数码照片采集以及可以基于程序接口进行二次开发, 完全可以应用到国土资源执法动态巡查当中。
三国土资源动态巡查系统设计
1. 国土资源动态巡查系统概要设计
基于移动GIS平台国土资源动态巡查系统主要包括两个使用终端, 分别为手持端巡查系统和PC端巡查分析监管系统。其中手持端巡查系统是安装在移动GIS平台, 结合GPS和移动通信的回传技术, 进行实时定位和数据回传, 同时可以加载压缩过的影像数据和其他国土相关图件数据, 协助巡查人员在现场对合法情况和违法性质的判定, 以及现场范围数据和照片的采集。PC端巡查分析监管系统可以加载“一张图”相关数据, 并结合辖区的具体条件及巡查记录分析需要重点巡查的区域, 实现辖区的巡查程度分级, 为巡查路线的指定提供参考, 同时可以实时显示手持端的位置情况, 直观反映巡查员的履职到位情况。
2. 国土资源动态巡查系统结构设计
结合移动GIS的体系结构, 该系统的总体架构设计为三层。
2.1数据层。即数据源部分, 该层包括最基础地理信息数据如行政边界、道路等, 同时将国土资源动态巡查的业务数据通过一定的安全措施汇总到数据库当中, 是动态巡查系统的基础。
2.2表现层。即客户端的承载层, 该层基于移动GIS平台, 直接对使用者提供GIS服务, 主要在手持端和PC端实现GIS基本功能如放大、缩小、漫游等, 并且支持二者的数据同步, 为动态巡查系统功能的实现提供支撑。
2.3中间层。即系统服务器的集中层, 主要负责对空间数据的传输、显示以及分析, 作为动态巡查系统的核心部分涵盖系统的主要服务, 执行移动GIS功能。
3. 手持端巡查系统功能设计
如图1所示, 手持端巡查系统基于移动GIS平台, 主要包括数据图层的添加、GPS定位和数据采集同步功能。
手持端巡查系统在添加了基础地理信息数据和国土资源巡查业务数据, 在实现GPS现场定位的同时, 巡查人员可以结合当前所在位置和手持端巡查系统显示的地理数据进行叠置分析, 可以现场对所在区域是否违法以及违法性质进行判定并完成巡查记录表, 提高了执法巡查的工作效率。同时基于移动GIS的通信技术可以将实时位置进行数据回传, 对执法巡查人员是否及时进行现场核实进行检查。在数据采集功能上, 手持端系统可以在外业进行点、线、面的数据采集, 同时基于移动GIS平台的硬件设备可以对现场照片进行采集, 为组卷存档工作提供图件资料。在动态执法巡查过程当中对于巡查路线进行记录, 为接下来巡查路线的安排提供参考。对于手持端巡查系统外业采集的地理数据, 支持同步到PC端巡查系统并可以导出为相应的地理数据格式, 为后续执法工作提供数据支持。
4. PC端动态巡查管理系统功能设计
如图2所示, PC端巡查系统基于电脑PC端, 负责动态巡查的管理和统筹安排工作, 主要功能包括基础地理信息数据和国土资源业务图件数据的加载、手持端巡查位置显示、同步手持端数据和数据分析功能。
由于卫星影像数据需要占用极大存储空间, 作为移动设备的手持端所支持的ROM和RAM有限, 而PC端管理系统可以在手持端巡查的数据基础上将卫星影像数据加载进来, 让内业管理工作更加直观。
巡查人员使用手持端进行巡查任务前, 桌面管理端可将基础地理数据和巡查业务数据中的矢量数据配置到手持端系统, 而在巡查过程中, PC端管理系统可以显示手持端的实时位置, , 并支持接收巡查现场返回的数据, 提交各科室做进一步调查核实。在可以同步手持端系统采集数据和巡查路线的同时, 桌面管理端的核心功能是根据土地利用规划数据等进行分析, 对建设规划区、城乡结合部等重点区域安排巡查任务。对于已经发现的土地违法并责令停止违法行为的现场, 安排定期巡查任务监督其实际情况。
四结语
将移动GIS平台应用到国土资源执法动态巡查当中, 执法巡查人员可在现场进行是否违法以及违法性质的判定, 从而缩短了上报和处理的周期, 同时内业管理者可以实时的掌握执法巡查人员的位置, 监督其巡查到位情况。基于GIS的分析功能可对巡查任务进行科学合理的安排, 可以极大的提高执法巡查效率。但是随着国土执法监察对于定位精度要求的提高, 移动GIS平台也要通过支持地区性广域增强查分系统 (SBAS) 或多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统 (CORS) 来提高精度。由于国土资源数据的保密性质, 动态巡查系统对于数据的保密安全工作也应进行考虑。
参考文献
[1]佟福林, 史长福.土地执法监察存在的问题和对策[J].科学与财富, 2012 (4) :131
[2]余斌.执法监察中的“3S”追捕[J].超图通讯, 2010 (23)
[3]吴长伟, 王霓虹, 杨茹等.基于移动GIS的森林管护巡线定位和导航的研究与实现[J].黑龙江工程学院学报 (自然科学版) , 2011, 25 (1) :57-59
移动GIS平台 篇2
移动GIS中语音与自然语言的应用模式探讨
自然语言及其语音技术的应用是提高移动GIS智能化程度,完善其人性化服务体系的重要内容之一.从移动GIS的系统构成与应用需要出发,初步阐述了在移动GIS环境中语音和自然语言的.应用意义及其关键技术,在此基础上探讨了语音与自然语言的多种应用模式,包括集中方式与分布方式,自然语言对话、人机交互应答及其混合方式,特定人与非特定人方式等,并概括分析了在移动GIS方案中采用各种语音应用模式的基本思路.
作 者：龙毅 张翎 胡雷地 闾国年 LONG Yi ZHANG Ling HU Lei-di LV Guo-nian 作者单位：南京师范大学,地理信息科学江苏省重点实验室,江苏,南京,210046;南京师范大学,虚拟地理环境教育部重点实验室,江苏,南京,210046;南京师范大学,地理科学学院,江苏,南京,210046刊 名：测绘科学技术学报 PKU英文刊名：JOURNAL OF GEOMATICS SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：25(1)分类号：P208关键词：移动GIS 自然语言 语音 应用模式
移动GIS平台 篇3
关键词：移动GIS；数据采集；GPS
中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-02-0150-10 引言
移动GIS，是以移动互联网为支撑、以智能手机或平板电脑为终端、结合北斗、GPS或基站为定位手段的GIS系统，是继桌面GIS、WEBGIS之后又一新的技术热点，移动定位、移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求，移动GIS就是其中最核心的部分，使得各种基于位置的应用层出不穷。同时自2001年“数字林业”概念的提出，我国林业资源管理的数字化进程逐步加快，在建立信息化的林业过程中，以移动终端PDA为载体的移动GIS开始并广泛应用于林业数据采集中。
1 相关的概念
林业部门是重要的政府部门之一，自从2001年国家林业局提出了“数字林业”的概念，林业资源的调查中开始使用移动GIS建立“数字林业”，在政府全国林业政务信息化建设中开始广泛应用。地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展，同时它也是一门集成地球科学、空间科学、环境科学、地理信息学、自动制图技术等最新成就的新兴边缘学科，GIS 是一个基于数据库管理系统（DBMS）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其他信息系统的根本区别。
2 数据采集系统的分析与设计
2.1 系统需求分析林业野外数据到野外采集数据不仅包括林业资源相关的属性信息，而且还包括空间位置的各种图形信息。在移动计算设备PDA上集成了GPS定位模块、嵌入式GIS软件、数据库系统，并根据实际需要开发数据采集记录的软件系统。借助于PDA的存储卡，调查底图被以数字化的形式进行存储，并通过GIS模块进行显示，因此无需再携带纸质的调查用图，减少了外业工作的负担。通过GPS模块与GIS模块的集成，调查人员可以实时了解自己当前的位置，并在GPS导航下快速到达样地的位置，从而加快了调查的速度。借助于调查记录软件，各种调查结果被现场记录在调查数据库中，回到室内后，可以直接传输到台式计算机进行处理，无需再进行数字化。通过内置的数据库系统，可以对调查样地的情况进行实时查询，避免了重复调查的问题。
2.2 系统逻辑结构设计系统由移动终端与桌面系统构成，移动终端负责野外数据采集、GPS定位与导航、其他GIS相关操作，桌面系统负责地图数据追加、分析和处理，并实现简单的移动目标监控功能，两者通过无线通讯、USB接口和串口连接。如图所示：
2.3 系统环境设计本系统的操作系统选择Microsoft Windows Mobile 5.0，选用的PDA是“华硕ASUS 632N”，作为数据采集系统的GIS终端，此PDA可随身携带，并随时随地使用，较强的可移动性，真正实现移动GIS。GIS的应用平台用ESRI公司的产品。
本系统主要涉及到的林业资源数据包括，如：小班号、林界、林带地类、保护级别、树种组成、蓄积、树龄、生长情况、经营意见、林业所有权、林业使用权、灾害类型、受灾时间、灾害等级等数据。针对林业资源经营管理的需要，建立基于小班的二类清查数据库；针对森林防火需要建立林火专题数据库；针对森林病虫害管理建立林业有害生物专题数据库；针对林业工程规划的需要，建立林业工程数据库；针对监测网络存档需要建立视频数据库等。实现林业属性数据和空间数据的一体化管理，可以降低数据冗余度，有效利用和保护林业资源环境的管理。综合考虑林业数据的特性，系统选用OraclelOg作为数据采集的后台数据库管理软件进行存储与管理，建立分布式的空间数据服务网络，通过数据中心和数据分中心对不同应用的数据进行分别管理与维护，并由数据中心进行数据服务的总体协调工作。
2.4 基础GIS操作模块地图数据的最基本操作（放大、缩小、全图显示、移动等图形显示操作），是通过坐标变换来实现地图的变化。通过转换地图显示上的地理坐标与屏幕坐标，开发者可以更快、更方便地创建移动程序，来减少相关的代码编写量。在预先设定的工具条按钮上，对每个按钮设置一个Tag，将每个按钮的点击事件设定到对应的地图操作上。
const int USER ACTION_ZOOMIN=O，／／放大地图的操作
const int USERACTION_ZOOMOUT=1；／／缩小地图的操作
const int USER_ACTION_PAN=2；／／保持比例尺不变的情况下移动当前视图范围
const int USER_ACTION_WHOLEPAGE=3；／／全图显示：地图以1：1的比例显示
const int USER_ACTION_ZOOMlNFIXED-4；／／放大倍
const int USER_ACTION_ZOOMOUTFIXED=5；／／缩小一倍
………
Map．CurrentMapAction=Map．Map.MapAction(button.Tag)．
3 结束语
将移动计算机技术、空间信息技术、无线通讯技术、GPS技术和嵌入式技术集成下的移动GIS技术用于林业资源调查中，可以做到数据的实时采集，内业自动成图的无纸化，加快了资源调查的速度和精度，在这些先进技术的辅助下，可以显著提高野外调查的总体效率。
参考文献
[1] 李希胜.“数字林业”建设的现代与思考.森林工程,2003,19(1).
[2] 刘春,刘大杰.GIS的应用及研究热点探讨.现代测绘,2003,26(3).
[3] 王长林,陈国林,等.PDA在林业野外数据采集上的应用.森林工程,2004,02.
作者简介：王云波（1981-），男，吉林长春人，本科学历，吉林市林业调查规划院助工，研究方向：林业资源调查。
移动GIS平台 篇4
1 湿地调查的目的和任务
湿地调查的对象是我国的湿地资源, 同时还需要调查清楚其附近的环境情况, 以便于能够对湿地资源的相关规律进行了解。在此基础上将全国湿地资源数据库和管理信息平台建立起来之后, 就能够越来越全面而客观地分析评价全国湿地资源。这样相关部门在保护、管理和利用湿地资源时, 就有了决策依据, 确保相关基础资料的及时准确和完整统一, 从而对湿地资源进一步加强保护, 更好地管理湿地资源并履行《湿地公约》和相关的一些国际公约, 便于更加合理利用湿地资源。
2 传统的湿地调查方式
传统的调查方式主要是通过人工勾绘, 并且现场采用打印遥感影像图套以及半透明纸膜来进行, 与此同时还需将调查卡片填写好。定位湿地中心采用的是传统的手持机, 样本定位亦是如此, 这里的样本采样主要是指动植物, 需要采集的空间数据还包括测量线状湿地的长度;在所有工作完成之后, 回到内业后就在Arc GIS平台将shp图层新建起来, 把之前手绘的材料输入, 变纸质文件为数据信息。同时以进行调查的一些卡片内容为参照, 相应地增添一些属性, 最后国家需要的数据就能形成。
3 移动GIS平台的应用
把调查结果等相关数据先录入计算机, 接下来进行分析与处理, 接着再将湿地资源的数据库建立起来, 这样一份专题成果图就最终制作完成了。并且还要在此基础, 借助移动GIS平台的应用和开发, 来将相应的湿地信息管理系统建立起来, 这一系统的主要内容是调查、分析和查询湿地资源。
3.1 基础软件及编程语言
湿地资源信息管理系统集成的编写主要采用的是VB、Hl ML3.2、AVENUE等语言。对MS-Frontpage98、Arc View等系统软件平台加以充分利用和开发。目标系统的运行可以借助很多的浏览器, 诸如OPERA3.0、INTERNET EXPLOER4.0等。操作系统采用的是中文版的MSWINDOWS 95。还包括了Arc View3.0以上、MS OFFICE 97中文专业版等其他系统[2]。
3.2 系统框架及其内容
湿地资源信息管理通过多级结构的采用来建立系统。具体而言, 其基本框架和内容为:
3.2.1 湿地资源调查子系统。
湿地资源调查设计的核心正是这一子系统。a.项目背景:对项目的相关情况进行描述, 主要包括其基本情况、发展现状以及研究目的等;b.项目内容:主要是对项目具体研究区的情况进行介绍, 同时也对调查和研究的内容等进行了介绍;c.项目方法:将项目的相关方法确定下来, 主要包括基础资料、研究方法、技术路线以及工作流程等内容;d.项目成果:将项目的相关结果呈现出来, 主要有文字、数据和图件等方面的成果。
3.2.2 湿地资源分析子系统。
这是子系统是对两种技术综合应用的结果, 主要应用的是处理影像与统计分析数据库的技术。a.图像分析:对当代数字图像处理技术加以应用, 对卫星影像进行分类处理并增强效果, 对于提取湿地资源信息, 改善了其精度和速度, 从而将三维仿真湿地资源景观建立起来。b.统计分析:统计分析主要是基于MICROSOFT AC-CESS 97数字库系统软件进行的。同时针对湿地资源的相关处理进行了开发设计;设计的软件主要是用于分析、统计和显示信息。主要按照一定的单元来对资源数据进行统计分析, 并进行图形显示。
3.2.3 湿地资源查询子系统:
设计这一子系统需要建立在一定的基础之上, 这里指的是ESRI的GIS软件。查询资源信息的查询可借助很多途径。a.主题查询:湿地资源信息查询的线索主要是按照图层主题来进行;b.区划单元查询:湿地资源信息查询的区划单位主要包括行政、地貌和流域等方面;c.分类查询:资源信息的查询主要包括沼泽类型、泥炭类型两类。
4 移动GIS平台进行湿地调查所具备的优势
4.1 就作业流程方面
不需要在前期就先处理图像, 也无需准备打印, 就可以直接上传影像数据, 到达移动设备;外业调查采用一定的方式, 就能将shp图斑按照国家要求格式直接建起来并进行编辑处理。同时还要填写好一般调查表或重点调查表上的属性信息, 这就很大程度上简化了野外调查的工作方式, 并促使工作效率大大提高。内业可将文件直接导出, 提交的数据就直接符合国家标准;亦或是采用Arc GIS平台打开并简单调整。
4.2 数据库管理系统的建立方面
为了在全省范围内展开调查工作, 就一定要将统一的实施细则制定下来, 即针对调查提交的最终数据要求达到标准化要求。最终会转换移动GIS系统调查并导出的数据格式, 使其成为标准的数据库文件.mdb, 进而实现和国家库之间的完美连接;若使用的是传统的调查方式, 即使确保AUR格式文件是最终提交和本省备份的共同格式, 却没能保留数据库结构;若是项目后续工作的开展, 亦或是普查下一周期的湿地, 那只可以采用传统方式, 实现与林业信息一体化系统的完美对接更是无法实现。
4.3 设备的续用性和拓展性
移动GIS平台可以应用于湿地调查的方方面面, 可以是调查项目, 可以是日常管理。例如, 定时地维护并更新相关调查结果, 以后的调查都能直接提交最新结果, 无需再进行一些重复劳动。此外, 移动GIS平台的操作系统是开放式的, 所以可以与不同的软件配合, 并且林业工作的各方面都加以应用。诸如调查二、三类森林资源;核查造林、进行林权改革等, 也可以进行人员的调度和监控等。
4.4 资金投入的产出比
就湿地调查的资金投入而言, 一般主要包括两方面:一是国家;一是地方。国家资金的使用方向主要在于调查工作人员平时工作产生的费用等;地方上投入的资金主要用于购买相关设备。借助湿地调查系统可以很好地在野外进行调查, 很大程度上有助于资源的节省, 促使资源浪费的情况得到减少。其中有形的包括:通过对比作业方式可以看出无纸化调查方式更有利于外业调查时间的减少;在进行外业工作的同时也就完成了多数内业工作, 如此调查人员的费用便得到了节省;平时工作上的一些开销和内业费用也大大减少。并且观察最终数据质量, 我们可以发现因为对人工输入产生疏漏的避免, 所以数据会更为准确、可靠。无形的包括:移动GIS平台的工业设计性能具有独特性, 其很大程度上延长了设备的更新周期。在财力、人力和物力上都得到了节省。
5 结束语
总而言之, 通过移动GIS平台能够将所研究区域的湿地资源现状及时准确地查清。针对湿地资源的开发和利用应该做到适度。借助对移动GIS平台的应用, 来将相应的湿地资源信息管理系统建立起来, 促使湿地资源管理水平的大大提高。
摘要：自从推出了移动GIS之后, 其作为主流采购设备已经应用于电力、石油等国民经济的诸多行业。其操作系统具有开放性, 其设计高度集成化, 其防护水平已达到防护级;GPS性能达到专业级水准, 硬件配置十分强劲, 扩展性良好, 应用领域十分多元化。如今在在湿地资源调查中, 这一平台也将得到很好地应用。
关键词：移动GIS平台,调查,湿地资源
参考文献
[1]周华茂, 等.四川省农用土地资源卫星遥感宏观监测技术方法研究[J].自然资源学报, 1998 (1)
移动GIS平台 篇5
关键词：GIS系统；安监系统平台；现状；设计目标；实现方式
近些年来，随着区域经济的快速发展和城乡一体化建设进程的进一步加快，自然因素或人为因素的影响下，各行各业频繁发生诸如“8.12天津仓库爆炸事件”等生产安全事故，生产工作存在较大的安全隐患，因而全国各地陆续创建安全生产监管体系，以期实现生产中安全隐患的排查、监管，保证生产单位相关人员生命财产的相对安全。然而，由于安监系统发展的不成熟，安全生产相关制度得不到落实，安全管理方法滞后于时代发展，等等，这些问题均是导致安监系统现状不容乐观的影响因素。与此同时，在经济全球化趋势日益加剧的形势下，电子通讯技术的发展突飞猛进，Mobile、PDA、GPS、GIS等移动数字终端设备得以应运而生，并迅速渗透到各行各业安监系统平台的构建中，是安监系统平台现代化发展的先进体现，在安监系统平台的设计和实现中具有重要时代借鉴意义，有利于生产经济效益的全面提升。
一、GIS系统下安监系统平台概述
（一）GIS系统
GIS系统，即以GIS（Geographic Inform ation System， 地理信息系统）技术为中心创建的综合性系统，集成网络通信系统、GIS系统和GPS定位系统的综合优势，形成基本具备信息处理通信能力和储存能力的可移动终端，为安监系统提供实时、移动的地理信息服务，实现安监系统的远程指令操作控制和信息网络同步交流的移动化处理办公。GIS系统由表现层、中间层和数据层三个层面构成，表现层连接用户使用的PDA、PC等移动客户端，进行用户信息数据的实时采集和传递；中间层相当于用户信息数据的中转站，将未经处理的用户信息以数据的形式传达给数据层进行分析、处理和储存操作；数据层是用户信息处理和储存的最终场所，将接收到的用户信息进行分类处理，并发出相应的指令和中间层，由中间层反馈给用户连接的表现层，用户可以实时了解掌控所需的数据信息，作出科学合理的判断。
（二）安监系统平台现状
近年来，尽管生产安全事故的频发使得相关管理人员开始重视安监系统平台的构建和使用，传统的安监系统平台仍然较多问题。在传统的安监系统平台中，各级安监部门工作人员和设备配备不足，安全生产的信息现代化建设远远滞后于科学技术的现代化发展，关键危险品的安监管理基础较为薄弱，安全生产保障力度不够，往往导致安全生产中危险源的相对分散，应急救援措施难以全面及时的涵盖各个部位，安监系统平台的协调性差，难以承担灵活性的安全生产监管工作，安监管理中的重复检查、遗漏审查和错误查验等问题屡见不鲜，安监系统平台的工作效率达不到预期要求，安全生产事故检查力度不够。
二、GIS系统下安监系统平台的设计与实现
（一）GIS系统下安监系统平台的设计目标
GIS系统下安监系统平台的设计需要实现多级联动、可视化监管、标准化执法检查、移动OA办公以及及时应急救援等五个方面的设计目标。其一，在GIS系统下的安监系统平台的设计中中，要实现多级联动，即保证安监部门内部、安监部门与用户以及安委会相关机构之间信息的联动交流，进行公文传输和审批流程等的网络数据化办公。其二，在GIS系统下的安监系统平台的设计中，利用GIS系统的地理导航作用进行安全生产的可视化监管，构建网络地图，进行安全生产的动态化监管。其三，在GIS系统下的安监系统平台的设计中，要求执法人员依据标准化的法律法规，进行安全生产监管的标准化执法检查，避免出现漏查、复查等不公平现象。其四，在GIS系统下的安监系统平台的设计中，需要结合先进发达的互联网技术进行智能手机、平板电脑等的移动化办公，保证信息数据的时效性和准确性。其五，在GIS系统下的安监系统平台的设计中，及时应急救援是安监系统平台的设计初衷，也是安监系统平台设计的最终目标，保证应急救援的时效性和效率性。
（二）GIS系统下安监系统平台的实现方式
在GIS系统下的安监系统平台中，利用GIS移动终端进行用户信息数据的分析处理和储存，并及时将处理结果反馈给终端用户，保证终端用户发出的操作指令的科学合理性，其工作流程如下图所示。
由上图可知，GIS系统下安监系统平台中，GIS系统将安全生产监管采集到的数据信息以文件文档的形式存入终端数据库，用户可以借由GIS系统进行终端数据的查询、删选等相关操作，同时GIS系统将读取到的信息数据发送给安监移动系统，移动终端进行数据的处理储存，并在相关软件的辅助下提供给终端管理人员进行自主巡查、数据更新、信息交流等操作，以此实现GIS系统下安监系统平台的远程操作和移动办公，安监系统平台的工作效率得以提升。
三、结语
综上所述，针对安监系统平台监管力度不够、工作效率低下的现状，相关设计人员需要引进GIS技术，创建GIS系统下的安监系统平台，严格按照GIS系统下安监系统平台在多级联动、可视化监管、标准化执法检查、移动OA办公以及及时应急救援等五个方面的设计目标，进行安监系统的合理有效设计，保证安全生产监管信息数据在安监系统平台内部的实时交互，确保安监系统平台的工作效益，降低安全生产中安全事故的发生频率，最大限度地节约人力、物力、财力，进而发挥安监系统平台的经济推动效益，促进国家市场经济的发展。
【参考文献】
[1]逯欣欣.基于Android平台的煤矿安全监测GIS系统的设计与实现[D].西安科技大学，2013.
[2]戴云芳.基于GIS的安监系统平台的设计与实现[D].电子科技大学，2014.
移动GIS平台 篇6
关键词：Windows Mobile,移动GIS,GPS
1 引言
最近几年移动通信技术，各种手持终端设备迅速发展，传统的GIS已经发展到移动GIS时代。移动GIS与GPS还有现在通信技术的结合，为移动GIS的发展带来了广阔的前景。现在手持移动终端很多都是基于Windows Mobile操作系统的。在Windows Mobile上开发移动GIS系统将有很大的市场和研究价值。
2 GPS
GPS(Global Positioning System)就是全球定位系统，是美国政府从本世纪70年代开始研制，历时20多年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可以观测到四颗以上的卫星，并能提供良好的全球导航能力[1]。
全球定位系统的主要特点：
1)全球，全天候工作;
2)定位精度高：单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级;
3)观测时间短。
随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。
3 Windows Mobile操作系统
Windows Mobile操作系统是微软专门为手持移动设备推出的“移动版Windows”，它将Windows桌面扩展到个人设备，使用Windows Mobile操作系统的设备主要有手机，PDA等。Windows Mobile操作系统有三种，分别是Windows Mobile Standard、Windows Mobile Professional,Windows Mobile Classic。Windows Mobile具备与Windows操作系统同样强大的功能[2]。
4 移动GIS开发
4.1 移动GIS
移动GIS是建立在移动计算机环境、有限处理能力的移动终端条件下，提供移动中的，分布的，随遇性的移动地理信息服务的GIS，是一个集GIS、GPS、移动通信三大技术于一体的系统。通过GIS完成空间数据的管理，分析、GPS进行定位和跟踪，借助移动通信技术完成图像，文字，声音等数据传输[3]。移动GIS具有移动性、服务实时性和信息载体多样性等。
4.2 设备开发语言
在开发部署智能设备上的应用程序，空间或库时，有四种语言可以选择：Visual C#、Visual Basic、Visual C++和eMbedded Visua C++。Visual C#for Smart Devices包括大量用于快速创建图形用户界面的控件。eMbedded Visual C++是Microsoft专门为Windows CE应用程序而专门开发的一个集成开发环境，但不支持多文档界面[4]。
5 基于Windows Mobile的移动GIS开发
本系统的构建，目的是为了为一般设备支持者提供实现位置服务。本系统的开发环境是VISUAL STUDIO 2008，配置windows mobile 6.0 Professional SDK。采用shp文件格式的地图。配合GPS和收发短信功能。本系统直接使用c++语言编程实现读取shp文件，通过GPS获得定位信息。
5.1 系统构架
如图1所示程序分为程序主界面，GPS模块，短信发送模块，地图操作模块，定位模块。主程序实现地图的显示，GPS模块通过GPS芯片获得当前位置信息，短信发送模块发送当前从GPS获得的定位信息，定位模块可以通过本地GPS模块获得的位置信息定位，或者通过短信获得短信发送方的位置信息，在地图上显示对方的位置。地图操作模块实现对地图的放大，缩小等功能。
5.2 系统实现功能图
6 结束语
目前，虽然移动GIS的发展上遇到了手持移动终端速度比较慢和能耗较大等问题，在国内也起步不久，但是其在技术上的优势和市场上的巨大潜力，尤其是随着国际化交流的增多，以及城市数字化生活的加快，基于Windows mobile的手持移动GIS必定有广阔的发展前景和巨大的市场应用。
参考文献
[1]张方炳.基于GIS/GPS移动通信技术的船舶调度、监控系统[J].水运工程,2003(11):15-16.
[2]俞晓莹.基于PDA的GPS/GIS移动计算关键技术研究[J].经济地理,2004(9):2-6.
[3]熊庆文.基于嵌入式数据库系统的移动GIS应用体系结构研究[J].武汉大学学报信息科学版,2006(1):4-5.
移动GIS平台 篇7
如今, 社会老年人口增长速度加快、老年人高龄化趋势加强和家庭空巢化问题突显。据统计上海老年人已超400万, 老龄化程度居全国之首。专家表示, 中国即将迎来史上最严峻的老龄化时代。然而, 就目前一般的养老服务机构而言, 其耗资多、投资周期长、推广范围有限、管理方法落后, 明显不能满足多数老年人的养老需求, 绝大多数老年人的安全问题仍存在极大的危险。这就引发我们不得不去思考, 去得出一个简易可行的方法来解决老年人的养老安全问题。本文介绍Arc View GIS软件的特性和功能, 并解释了地理信息系统的建立过程和方法及其在老人安全的应用管理; 同时指出了实际应用中存在的问题, 然后提出了未来的发展方式。
李振在2013 年就这一问题提出了一定的解决方案。针对“家庭小型化和社会老年化程度的不断发展, 老人, 尤其是独居老人的照顾成为难题”, “老人在家中或是外出时摔倒、发病或出现其他异常, 子女很难即时获知, 失去很多挽救机会”等一系列安全问题, 将移动GIS技术与智能养老中老人跌倒、走失问题紧密结合起来, 一定范围内完全GIS和建立规划是一种合理的智能养老安全监控系统, 该系统包括移动GIS、后台监控与管理, 以及Web信息系统, 使老年人的日常生活处于远程监控状态。
二、GIS的介绍
GIS: 地理信息系统。移动GIS: 基于智能手机系统的GIS, 在计算机硬、软件系统、智能手机技术支持下, 获取分布在Internet上的各类地理信息, 对数据进行储存、管理、运算、分析、显示。
基于智能手机系统的GIS主要由三部分构成, 计算机软硬件、地理信息数据和智能手机。而“移动GIS与智能养老”的核心部分是计算机、带GIS地理信息的数据库, 而管理人员和用户则对老人进行定位、拍照、分享、身份认定, 该模式能让智能居家养老模式多样化, 不受时间和地理环境的束缚, 在自己家中过上高质量高享受的生活。
地理信息系统包含了处理空间或地理信息的各种基础的和高级的功能, 其基本功能包括收集、管理和分析数据。GIS技术用于智能养老具有以下三个方面的特征: 一是具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力, 具有空间性和动态性, 以地理研究和地理决策为目的, 是一个人机交互式的空间决策支持系统。二是由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法, 作用于空间数据, 对老人状态监测与行动轨迹跟踪, 并产生有用信息。三是基于物联网技术, 在居家养老设备中植入电子芯片装置, 使老年人的日常生活处于远程监控状态。
三、技术体系
本系统针对基于物联网智能养老安全监控系统的具体特点和问题, 利用GIS信息技术辅助人的安全监控, 对整个安全监控过程进行监控和管理。整个系统的使用及管理分为三种不同的角色, 一是养老院: 院内监测与定位; 信息到养老院看护中心, 中心处置或联系家人; 二是社区: 入侵检测;室内室外监测与定位; 信息到社区服务中心, 中心处置或联系家人; 三是家庭: 入侵检测与视频看护; 室内、室外监测与定位; 信息发给个人。不同的角色在此系统中使用不同的子系统, 方便地访问系统数据和自动提交新数据, 系统总体分为数据库技术、C/S和B/S等相关技术。
( 一) 客户机/服务器 ( C/S) 开发。研究的目标涉及数字化处理和集成卫星图像 ( Ikonos) , 研究老人防止走失安全专题数据集, 建立一个多媒体GIS数据库, 通过各种C/S模块开发语言Python2. 7, 使用Python快速生成程序的原型 ( 或者程序的最终界面) , 然后根据有特别要求的部分, 用更合适的语言改写, 因此非常适合本系统的编写。
Ionic可以优化html、css和js的性能, 构建高效的应用程序, 而且还可以用于构建Sass和Angular JS的优化。ionic会是一个可以信赖的框架。
Angular JS。使用Angular JS可以避免使用回调、手动编写操作DOM元素的代码、对UI界面读写数据以及开始前得写大量的基础性的代码。
Cordova提供了一组设备相关的API, 通过API, 移动应用能够以Java Script访问原生的设备功能, 如摄像头、麦克风等。
intelij idea 15 是本系统的主要开发平台, 在智能代码助手、代码自动提示、重构、J2EE支持、Ant、JUnit、CVS整合、代码审查、创新的GUI设计等方面的功能可以说是超常的。
使用适当的插件技术能够在系统分析、设计、开发、项目计划和产品扩展等很多方面带来便利。
( 二) 浏览器/服务器 ( B/C) 开发。地理网络信息系统或者称为网络地理信息 ( WEB - GIS) , 伴随着信息技术的发展, 地理空间数据借助于Internet网络, 采用网络协议, 实现空间信息和GIS的互操作, 其形态可以是: 多个数据库和多个客户端运用分布技术, 连接到Internet上。可以依托: Web GIS或通用浏览器、WEB - GIS服务器网络或远程服务器端、WEB- GIS编辑系统、WEB - GIS信息代理, 具有交互、分布式、动态、跨平台系统的特征。
( 三) 移动GIS开发。Mobile GIS, 是以移动互联网为支撑、利用智能手机或平板电脑、结合北斗、GPS或基站等为定位手段, 借助小型GIS系统的移动定位服务、移动办公, 而且移动GIS开发的这些应用就是其中最核心的部分。目前, 开发移动GIS的组件包括UCMap, UCMap支持矢量地图、栅格地图和瓦片式的, 而且支持在线和离线应用。
( 四) 数据库技术。随着强大的个人电脑的出现和空间技术的发展, 高效的智能养老管理技术已经使RS ( 遥感) 和GIS ( 地理信息系统) 具有重要意义。这些技术从根本上改变了我们的思想和方法来管理智能养老。本文的主要目的是强调WEB和GIS技术, 在其应用程序中提供一个全面的养老系统。尽管使用这些技术在养老安全系统研究已迅速增加, 成功率是非常有限的, 大多数应用程序仍在起步阶段。基于这一情况, 基于GIS技术越来越多的全面的养老系统研究建议结合进行现场调查, 有效利用GIS技术的发展潜力, 将完善和规范当前应用程序以及发展新的方法和应用程序。由于网络、移动和GIS技术有很大的潜力来革新监视和管理, 在未来, 基于移动GIS的智能养老定位系统面临的挑战是艰巨的。
My SQL系统。My SQL作为一种关系型数据库管理系统, 将数据分类管理, 保存在不同的表中, 而不是将所有数据放在一个大系统内, 这样既提高了运行速度, 又提高了操作灵活性。其使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。
摘要：如今, 社会老年人口增长速度加快、老年人高龄化趋势加强和家庭空巢化问题突显, 老人在家中或是外出时摔倒、发病、走失或出现其他突发情况, 子女很难在第一时间获知, 失去很多挽救的机会。本文基于移动GIS的智能养老定位系统, 旨在解决老人意外走失的突发状况, 研发了一款基于移动GIS的智能养老定位软件。该软件通过GIS得到老人当前的准确位置信息, 并能够设置电子围栏, 如果老人走出设定范围, 即刻报警。
关键词：家庭空巢化,GIS,电子围栏,flask框架,Python语言
参考文献
[1]罗文彬.基于位置服务的移动GIS关键技术研究[D].西南交通大学, 2006
[2]朱洪军.基于GIS的移动终端LBS系统建设与实现[D].华东师范大学, 2008
单线图在移动GIS的沿布 篇8
单线图在移动GIS上的沿布技术在电力行业随之也受到较多的关注, 移动端沿布单线图最常用的方法是移动端发送请求, 数据中心依据客户端的响应数据, 解析并且计算出相应地图数据, 再通过移动网络以瓦片数据的方式发送给移动端。很显然这种方式, 需要频繁的网络交互, 对网络的稳定性和带宽要求较高, 鉴于移动网络不稳定等特点, 这种方式在应用过程中会给移动端造成很大的压力。为此, 提出了单线图在移动GIS上沿布的另一种解决方案, 充分利用移动端的计算能力, 减少不必要的网络交互, 提高客户端的响应速度。
1 单线图数据网络获取
移动端获取单线图数据按照请求需要, 基于单线路原则, 通过本地检查、版本对比、网络获取等方式以消耗尽量少的网络资源获取单线图数据, 获取的单线图数据是以文件方式记录的。
移动客户端依据请求, 从本地缓存中检查是否存在单线图文件记录, 不存在则向移动网络发起获取单线图数据的请求, 获取单线图文件记录并将获取的文件存放在本地缓存中。存在则对比版本是否发生更新, 如果发生更新, 则同样向移动网络发起获取单线图数据的请求, 获取单线图文件记录并将获取的文件存放在本地缓存中, 保证本地缓存中存有单线图文件记录并且是最新版本。移动客户端依据请求, 从本地缓存中获取对应的单线图文件记录并发起响应。
2 基于移动GIS的解析与沿布
如图1所示, 单线图沿布过程充分发挥移动端本地化操作, 尽量减少对移动网络的依赖, 提高移动端的运行效率和稳定性, 所有设备图形呈现都可以依据移动端的屏幕像素密度 (DPI) 值由系统自动调整, 使单线图呈现达到最佳效果。同时由于单线图获取是基于单线路, 沿布基于本地化, 移动端可以轻松决定需要显示的线路和线路条数, 整体显示效果得到了极大的提高。
移动端通过对本地单线图文件逐条解析, 获取电力设备的地理坐标位置、设备类型将设备绘制在地理图上, 依据文件中记录的设备之间的拓扑关系建立地理图上设备之间的连接, 将文件中设备的属性信息通过属性ID和地理图上绘制的对应电力设备建立唯一性关联关系, 完成单线图沿布工作, 移动端单线图以绘图的方式的实现沿布, 每次视图操作都可以通过重新绘制完成, 无需再次请求数据中心获取新的图片。
单线图与沿布地理图的切换:由于本地文件中包含有单线图坐标和地理坐标, 通过读取文件中不同的坐标体系, 加载到不同的显示容器中, 通过图形容器的切换实现单线图与沿布地理图之间的图形切换。
视图操作:包括如沿布图形的放大、缩小、平移等操作, 依据本地文件中的电力设备的数据记录, 获取地理坐标后依据一定的缩放比例变换、中心位移变换、坐标体系转换等算法换算出新的坐标位置, 依据经过计算的地理坐标绘制对应的电力设备实现。
选择操作:地理图中常用的选择类型为点选、框选, 移动端在地理图中点击、画框时获取相关的屏幕坐标, 通过坐标转换方式转换为对应的地理坐标, 构建地理坐标点、矩形, 与沿布设备的地理坐标构建的电力设备图形范围作图形交叉比较, 确定被选中的设备;在移动端呈现的电力设备都是由本地绘制形成, 对被选中的图形执行本地绘图删除, 选择当前设备的高亮样式重绘实现选中设备的高亮显示。
属性操作:包括属性查看和属性编辑, 属性查看过程中首先获取需要查看电力设备的设备标示ID, 按照该ID检索本地单线图文件记录, 读取对应的属性数据, 出于压缩单线图文件大小的考虑, 单线图文件中只保留如电压等级、设备类型、设备状态等基础信息, 如果需要更多详细信息, 通过设备标识ID和对应的设备向移动网络再次发送信息请求, 以流传输的形式获取更多的单个电力设备属性资料, 移动端关联相关信息后组成单个设备的完整属性记录;属性编辑对电力设备属性值的编辑直接修改本地文件中的相应记录, 通过数据流二次获取的属性发生变化时先存入移动端内存中, 移动端确认后修改的信息再以数据流的形式提交到数据中心。
3 案例
采用上述方法, 本文基于Eclipse编程工具的ADT插件开发了一套应用于Android平台的移动客户端程序, 通讯网络采用移动4G制式, 数据源来源于数据中心的基于CIM模型的单线图数据, 以第三方地图服务平台 (百度地图离线地图) 作为沿布单线图的地理地图, 完成了单线图的沿布、单线图与沿布地理图切换、沿布图视图操作、地理图上电力设备选择、属性数据编辑等功能。整体可视化程度较其他平台的单线图可视化效果有了质的改变, 图形结构清晰, 其网络依赖程度和运行效率也得到了极大改善, 如表1所示。
这种方法已成功应用于输电巡警作业系统中, 此次成功应用极大的改善了现场作业的信息化办公环境。尤其是巡视任务、临时任务、历史巡视检查等常用功能上, 移动端在获得数据后很快做出响应, 现场的工作效率得到提高。
4 结论
单线图在移动端地理图上的沿布操作, 在第一次初始化时需要获取一次网络数据, 再次执行初始化时, 如果没有检测到新的版本继续使用第一次下载的数据, 鉴于单线图更新周期较长, 版本变化不大等因素, 单线图获取方式将极大的减少移动网络依赖。同时移动端依据需要, 实现单个单线图下载, 解决了全网/大区下载时数据量过大造成的网络堵塞问题。单线图所有操作基本都是本地化的, 只有少量属性编辑时需要和数据中心同步, 不会随着操作次数的增加, 造成移动网络负荷越来越重。在移动端绘制设备是可以充分利用移动端屏幕像素密度 (DPI) 值的特性, 提高了成图质量, 屏蔽了图形显示质量不理想问题, 成图效果也得到了大的提高。
参考文献
[1]徐鹏.基于Flex的跨平台移动土地资源管理系统设计与实现[J].山西农业大学, 2014.
[2]周大平, 姜宁, 周达洪, 丁峰, 陈刚, 迟伟敏.基于单线图的配电网GIS应用系统[J].电力需求侧管理, 2005.
移动GIS平台 篇9
随着移动通信技术与地理信息技术的融合,移动地理信息系统的理论与技术研究成为新的热点[1]。现阶段,移动GIS因为其方便性、有效性,逐渐被越来越多的人所接受。在移动GIS中,空间数据的索引与检索是数据组织当中非常重要的一部分。空间索引性能的优劣对空间数据库和移动GIS的整体性能有着直接的影响[2]。由于移动设备资源的有限性,为方便用户的使用,如何设计出较好的空间检索方法,缩短数据检索时间,成为当前移动GIS领域的一大热点问题[3]。本文针对栅格数据的快速检索提出一种新的空间索引编码方法——降维索引编码方法(Dimension Reduction Index Encoding,DRI),以期提供一种更快、更简单的方法来获取常规的具有地理位置参考的地图基本影像。
1 移动GIS
移动GIS是建立在移动计算环境、处理能力有限的终端条件下,向用户提供分布式的、随偶性的移动地理信息服务的地理信息系统。它是集GIS,GPS和移动通信技术于一体的系统,具有移动性、动态(实时)性、对位置信息的依赖性、移动终端的多样性等特点[4⁃5]。
一般来讲,移动GIS不像桌面GIS那样涉及到大规模GIS数据的分析处理,但却希望能在有限的带宽和计算能力下实现对空间数据的快速检索和显示[6]。通常传输到移动客户端的地图内容主要包含两种信息:地理数据和属性。但无论是什么类型的应用程序,都需要向移动客户端提供一组包括道路、建筑物、水系特征等要素的基础地理空间数据集,这组地图数据通常被称为“基础地图”。地图基础数据作为背景显示基本的地理相关数据,与地图基础数据相关联的第二类数据集合,也就是所谓的“应用数据”,需要同时发送给客户端。
2 空间索引编码设计
以香港地区为例介绍降维索引编码方法,首先根据一系列的1∶5 000 的地图创建覆盖整个香港地区的无缝底图图像。每个基础图像设定的覆盖范围大小为x方向3 750 m,在y方向上3 000 m,相应的图像尺寸是4 800×3 840 像素。把每一个基础图像平均切分成15 行15 列,一共有225 个瓦片。按照这个分区的概念,整个香港是由240 行240 列的网,共57 600 个(16×16×225)瓦片覆盖。
无缝底图瓦片的DRI编号需要基于瓦片左下角坐标来计算。本文把每一个瓦片的DRI编号设计为9位数字,定义了瓦片在240 行×240 列的格网中位置的行号和列号以及比例尺大小。第一位数字表示瓦片的比例尺大小,不同的系统可以按照不同的显示需求进行相应标记,本文将其记为1。中间4位数字表示行号,后4位数字为列号。瓦片的编号从左下角在行列上的0值开始,行号往北依次增加,列数往东依次增加,如图1所示,也就是说左下角瓦片的空间索引编号定义为100000000,与之相对应的,右上角瓦片的编号为102390239。示例如图2 所示。
因此,左下角瓦片空间索引编号为100000000,而右上角瓦片的空间索引编号为102390239。图2 为示例说明。
2.1 根据坐标确定DRI编号
根据单个瓦片左下角坐标计算瓦片所处的行列编号来确定DRI编号,计算公式如下所示:
例如坐标为(4 550,2 500)的点,计算其所在瓦片的DRI编码为100120018。
2.2 DRI编码计算方法
基于式(1),式(2),计算DRI编码的算法如下:
2.3 根据DRI编码确定瓦片最小外接矩形范围
有两种表达最小边界矩形(MBR)的方法:
(1)左下角点坐标加上右上角点坐标;
(2)左下角的坐标加上边界矩形的高度及宽度。
通常用第二种方法来表示瓦片的最小边界矩形信息。
确定MBR的左下角点坐标公式如下:
例如,GPI编号为100120018 的MBR左下角坐标为(4 500,2 400)。
3 R⁃Tree和DRI的代价模型对比
R⁃Tree是格特曼于1984 年提出来的[7],主要目的是为了处理高维空间的几何数据。
3.1 R⁃Tree代价模型
Faloutsos等人首先尝试对R⁃树的查询性能进行估计。随后,Kamel和Faloutsos[8]给出了下面的公式来评估范围为qx× qy时使用通用R⁃Tree查询P(qx,qy) 的磁盘访问的期望值:
式中:N代表树节点的数量;ni表示R⁃Tree上第i个节点;qx表示x方向上的查询长度;qy表示y方向上的查询长度。
以“点查询平均分布在地址空间,地址空间为规则矩形”为前提,上述公式能够估计一个查询窗口q的磁盘访问的数量。很显然,使用R树记录的检索会产生一定的磁盘访问次数。
3.2 GPI代价模型
从地理空间数据库中检索一个以DRI为编码的影像BLOB,从技术角度上讲非常简单,它的原理类似于从以DRI为记录编号的数据库中选择记录。用T[0..M]表示动态记录集,其中的每一个位置或记录都对应总体U ={0,1,2,⋯,m} 中的一个Key值。假定两条记录不会有相同的DRI值。影像记录g指向表中Key值为g的元素。在SQL环境中执行这种查询操作非常简单。
显然,对于单个记录来说,此搜索操作只需要花费O(1)的时间。这与从传统的索引表中进行简单的记录检索一样。
3.3 对比
由于简单索引机制DRI(检索的对象实际上是一维对象)并不受维数的制约,这种通过常规关键字索引的形式进行检索明显优于R⁃Tree方法。因此,认为使用基于DRI的空间访问方法可以有效地组织和查询地理空间数据库。
4 实验测试
根据不同位置和检索策略测试了相应的检索时间。为了评估使用DRI方法从本体数据库中检索地理空间信息的真实性能,选定了包含三种不同数据密度的11 个测试位置来进行测试。为了便于以后分析,在移动设备上的本地地理空间数据库中记录了使用R⁃树的空间访问方法和DRI方法的检索时间。
记录使用R⁃树和DRI方法检索次数的检测算法伪代码如下:
开发了移动应用程序来测试两种空间数据检索方法的性能[9]。将数据存储在移动设备的“HKEN_s2_en⁃cripted.spatialite”数据库中,数据大小为503 411 712 B。移动设备选用的是两个基于微软Windows Mobile的设备:戴尔Axim X51V⁃ Intel PXA270,CPU @624 MHz,64 MB RAM,Windows Mobile 5.0 专业版;宏碁的neo Touch⁃Qualcomm 8250,CPU@1 GHz,256 MB SDRAM,Windows Mobile 6.5 专业版。为了获得每个地理空间数据访问方法更为可靠的检索时间,对每个位置测量10 次取平均值。
根据不同检索策略下对两个移动设备进行测试得到的测试结果绘制了两种方法,对不同数据密度下地理空间数据检索的检索性能对比图如图3,图4 所示。
基于图3 和图4 得到的趋势线,不同地理空间数据密度(1 MB,2.5 MB和4 MB分别被用来代表低、中、高数据密度)的性能比(使用R⁃Tree方法的检索时间与DRI方法的检索时间的比值)的计算结果如表1,表2所示。
从两个性能比集合中可以得出:处理不同的地理空间数据密度时,不论在何种设备平台上,DRI方法优于R⁃树访问方法。在两个设备测量的R⁃Tree方法趋势线的倾斜度都为0.3,并且有较高的y轴截距值。 y轴截距值为执行R⁃Tree算法的总开销。这意味着大多数时间都花费在R⁃Tree算法处理上,检索时间与被检索数据容量大小的关系不大。与此相反,用DRI方法检索地理空间数据所需要的时间更依赖于所需要的数据大小,这与需要检索的瓦片总数有关。
5 结论
本文针对移动索引的设计问题,提出了一种可以在标准的RDBMS环境下进行栅格地理空间数据快速检索的有效索引方法——降维索引编码方法(DRI),并将其与R⁃Tree索引方法进行对比,实践结果证明了该方法的可行性。但本文的这种降维编码的思想提供了一种新的思路,仅适用于栅格数据的快速检索显示,如何能将其与矢量数据的分析应用结合到一起,综合应对移动GIS的各项功能需求,还需要进一步的研究。
摘要：向移动客户端提供用户当前位置附近的地理空间信息是移动GIS应用程序的核心目标之一。移动GIS应用程序的有效性很大程度上取决于所使用空间数据传输方法的效率以及从地理空间数据库中获取基础地图影像的速度。提出了一种简单有效的索引方案实现在标准RDBMS环境下栅格地理空间数据的快速检索,以传统的R-Tree索引方法做参照,分析了R-Tree索引与提出的检索方法的运算代价,并通过记录不同测试地点、不同数据大小情况下两种方案的检索时间,对两种检索方法进行了性能对比。实验结果验证了所提出检索方法的有效性。
关键词：移动GIS,空间索引,快速检索,栅格数据,DRI
参考文献
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移动GIS平台 篇10
随着我国移动通信业的飞速发展, 为了保证移动通信的通话质量, 各移动运营商不断增加和改善基站的建设, 力求通过对基站高效、科学的管理将移动通信网络覆盖到更加广阔的区域, 提高移动通信网络的通话质量和覆盖范围。而在现在的基站管理模式下, 管理人员需要迅速的从大量的OMC (操作维护中心) 统计数据中提取出所需要的网络指标数据, 因为OMC统计数据的不充分性, 不能充分的掌握相关信息, 这样就导致了基站管理的不及时性。根据基站管理的空间特性, 利用GIS (地理信息系统) 来辅助基站的管理, 可以及时、形象直观地了解基站的情况, 更加方便了对基站的管理, 比如站址位置的选择, 科学的计算出通信网场强覆盖范围, 选取成本最优的通往基站的电缆铺设路径, 对网络进行优化等。科学的基站管理能够有效的扩大移动通信基站无线覆盖范围, 减少基站的冗余建设, 吸收更多的用户和话务量, 降低建设成本, 提高收益, 无论在技术实现上还是在市场运作上都有很大的意义。
1、相关技术背景
地理信息系统 (geographic information system, 简称G1S) 是信息技术的一个分支, 是在计算机软、硬件支持下, 采集、存储、管理、检索、分析和描述地理空间数据, 适时提供各种空间的和动态的地理信息, 用于管理和决策过程的计算机系统。GIS作为处理地理空间信息的新技术是于20世纪60年代兴起和发展起来的, 是一门介于计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学、环境科学和管理科学之间的边缘学科, 其核心是计算机科学, 基本技术是地理空间数据库、地图可视化及空间分析技术[1]。
Map X是Map Iofo公司提供的具有强大地图分析功能的OCX (Active X) 组件, 它为开发人员提供了一个快速、易用、功能强大的地图化组件。Map X非常容易实现Map Info Professional绝大部分地图编辑功能, Map X组件采用面向对象的方法处理地理信息系统, 地理数据的操作实际上是对各类对象的操作。并且支持很多可视化开发环境, 如Visual C#.NET、Visual C++、Visual Basic、Delphi等。在设计阶段只需要将Map X组件放入到窗体, 并对其进行编程, 设置属性或调用方法和事件, 即可实现数据可视化、专题分析、地理查询、地理编码等丰富的地图信息系统功能。
2、系统设计
2.1 系统框架
Web GIS可以简单定义为在Web上的GIS, 即利用互联网技术和www技术, 完善并扩展传统地理信息系统功能的一门新技术[2]。
Web GIS应用可以分为三种模式结构:集中模式、C/S (Client/Server) 模式、B/S (Browser/Server) 模式[3]。基于B/S模式的Web GIS, 具有很好的扩展性, Web GIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成, 可以建立灵活多变的GIS应用, 跨平台特性;在Web GIS以前, 尽管一些厂商为不同的操作系统 (如:Windows、UNIX、Macintosh) 分别提供了相应的GIS软件版本, 但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。而基于Java的Web GIS可以做到"一次编成, 到处运行 (write once, run anywhere) ", 把跨平台的特点发挥得淋漓尽致。基于B/S模式的Web GIS, 其后台应用的开发与用户的前台应用环境相独立, 有利于用户群的扩展和变化。所以本文采用B/S模式的Web GIS, 如图1所示。
系统设计采用典型的三层模型, 可分为表现层、中间层、数据层[4] (如图1所示) 。表现层提供给用户一定的界面, 通过界面层, 用户输入数据、获取数据, 并按权限有选择的允许用户编辑和更新数据;中间层 (数据处理逻辑或业务处理逻辑) 是整个系统的关键, 它负责处理所有用户的请求, 并把处理结果返回给表现层, 表现层则把这些结果以各种方式返回给用户, 以便人机之间交互;数据层负责数据层的定义、维护数据的完整性和安全性, 它响应中间逻辑层访问数据的请求。这一层通常是一些大型的商用服务器来实现的, 本文采用对空间数据具有良好支持的Oracle 10i, 该层是面向数据服务的。
2.2 功能模块
本文的基站信息管理系统主要是实现两大目标:一是基站的实时动态监测即通过电子地图实时动态显示基站的基本服务状况;二是实现移动通信部门基站业务流程管理的自动化。为了实现这两大目标, 该系统从功能上主要划分为以下几个功能模块:系统管理模块、基站管理模块、流程管理模块、基站查询与浏览模块、基站空间分析模块、系统日志管理模块。其具体系统结构如下图2所示。
2.2.1 系统管理模块
系统管理模块中主要有以下功能:修改密码、重新登陆、用户退出、系统设置和系统退出等。该模块主要是加强本系统的安全性, 对系统的登陆用户的身份和权限进行设定, 同时还可以对用户的密码进行修改、增加和删除用户等功能。
2.2.2 基站管理模块
该模块包括增加基站、删除基站、修改基站、设置基站符号和设置基站颜色等功能。
基站的增加、删除、修改指对基站的空间数据和属性都要进行增加、删除和修改。实现该功能要注意基站空间数据和属性数据的一致性, 比如当删除某基站不成功时, 基站的空间数据和属性数据都应该删除不成功。
设置基站的符号功能允许用户根据自己的习惯对不同类型的基站选择自己喜欢的符号来进行表示。比如不同的厂商的基站可以用不同的符号来表示。
2.2.3 流程管理模块
该模块主要完成基站的流程管理, 包括故障查询、派修和反馈三种功能。用户通过模块可以自动实现故障查询、派修和反馈, 这样大大提高了管理效率, 省时省力。
故障查询是通过对数据库中的基站信息进行分析, 自动找出新增基站, 为下一步派修做准备。
派修功能是把故障查询功能得到的新增证实障碍基站通过局域网送到外修人员进行派修。
反馈是由外修人员反馈维修信息, 由基站管理人员录入反馈信息并存入相关表的过程。
2.2.4 基站查询与浏览模块
属性与实体的相互查询包括通过基站的实体查询其属性和通过基站的属性ID查询相应的空间实体。
2.2.5 系统日志管理模块
日志管理模块主要是实时记录系统的设置情况, 以便于系统的维护和管理。
2.2.6 基站空间分析模块
该模块主要包括距离量算和基站缓冲区分析。
基站缓冲区分析主要是为基站的建设提供一定的参考。每一个基站都有一定的覆盖区, 如果不考虑到地形的影响, 大致以基站为中心呈圆形。这样只要对基站点按一定的半径做缓冲区分析, 就可以从图上看出基站的覆盖范围, 从而为移动通信部门在什么地方需要增加基站提供参考。
对于基站光纤电缆的铺设路径选取, 本文引入了贪心算法。
贪心算法是一种改进了的分级处理算法。它首先根据题意, 选取一种量度标准;然后按照这种量度标准对这n个输入排序, 并按序一次输入一个量。如果这个输入和当前已构成在这种量度意义下的部分最优解加在一起不能产生一个可行解, 则不把此输入加入到部分解中。这种能够得到某种量度意义下的最优解的分级处理方法称为贪心算法[5]。
生成最短路径的贪心算法如下:
//G是一个有n个结点的有向图, 它由其成本邻接矩阵COST (n, n) 表示, DIST (j) 被置为结点v到结点j的最短路径长度, 这里;DIST (v) 被置为零。
铺设通往基站的电缆时可以把经过的地理环境分为三种类型:建筑物、桥梁、道路。把光缆铺设时经过的建筑物、桥梁、道路三种不同的实物用带字母的结点来表示, 如图3所示。
其中⊗表示在新建基站点周围已有基站点, ◎表示要新建的基站点。⊗到◎路径上经过的每一种空间地理环境都用一个带字母的结点表示, 最后这些结点会组成一个有向图, 有向图的每条边上都附有相应的权值, 这些权值表示在这些路段上铺设光纤电缆时经过不同的地理环境所需要的成本系数。根据生成最短路径的贪心算法, 可以分别获得新建基站点周边的基站点到它的最短路径, 比如基站A到新建基站的最短路径为A-a-e-g, 最后再把这些最短路径进行比较就可以从这些最短路径中获得最低成本铺设线路。
3、结论
结合地理信息系统开发的移动通信基站管理系统, 通过GIS把矢量地图和其相关属性紧密结合起来, 使得移动基站管理可视化以及相关地理信息的直观显示。GIS技术在移动基站建设中的应用为移动基站科学、高效管理提供了有效的方法, 基于GIS的基站管理系统的使用可以避免资源的冗余, 节约开支, 提高系统整体的运营效率。
参考文献
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